Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Реконструкции трубоэлектросварочного цеха с ТЭСА-1020 с установкой оборудования участков термообработки

Содержание.

Аннотация.

Введение.

1.КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОАО ВМЗ.

1.1. Географическое размещение предприятия в экономико-географическом районе страны.

1.2. Профиль предприятия, мощности и сортамент по товарной продукции.

1.3.Сырьевые и топливные источники завода.

2.ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ ЦЕХА №4 ОАО ВМЗ.

3. ТРЕБОВАНИЯ КАЧЕСТВА ТРУБ.

4. ТЕХНИКА ПРОИЗВОДСТВА.

4.1 Выбор марки стали и сортамент труб для нефтепровода Сахалин-1.

4.2. Дефекты сварных труб большого диаметра.

4.3. Перечень основных технологических операций.

4.4. Описание технологического процесса и техническая характеристика основного оборудования для производства электросварных труб диаметром 610 мм из стали 14ГБ-Ш.

4.4.1. Складирование листовой стали.

4.4.2. Задача металла в производство.

4.4.3. Правка листа.

4.4.4. Контроль размеров листа.

4.4.5. Строжка листа.

4.4.6. Подгибка кромок.

Пресс предварительной формовки труб.
Пресс окончательной формовки труб.
Клеймение трубных заготовок.
Сварочные операции.
Ремонт и контроль сварного шва.
Термическая обработка труб.
Калибровка, испытание, отделка и приемка труб.

5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

5.1. Описание оборудования подготовки исходных заготовок для формовки и сварки (листоправильная машина)

5.1.1. Расчет усилий правки листа толщиной 20 мм на девятивалковой листоправильной машине.

5.1.2. Расчет мощности агрегата.

5.1.3. Расчет рабочего ролика на прочность и жесткость.

5.2. Устройство и принцип работы пресса предварительной формовки.

5.2.1. Методика и расчет калибровки рабочего инструмента.

5.2.2. Методика и расчет станины пресса предварительной формовки на прочность.

5.2.3. Методика и расчет энергосиловых параметров пресса предварительной формовки.

5.3. Описание и принцип работы оборудования термической обработки.

6. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ.

6.1. Расчет мощности и выбор типа двигателя привода подводящего рольганга пресса П – 9046.

6.2. Разработка схемы питания сварочного узла.

7. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА.

7.1. Номенклатура и сортамент труб.

7.2. Годовой объем производства труб.

Баланс времени работы оборудования.

Годовой объем производства в физических единицах.

Годовой объем производства в условных единицах.

Годовой объем производства в денежном выражении.

7.3 Организация труда рабочих.

Режим работы цеха и график выходов.

Штаты рабочих.

Заработная плата рабочих.

7.4 Форма хозяйствования.

7.5 Управление качеством продукции.

7.6. Система обеспечения требуемого качества сварных труб на базе ЭВМ.

8. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

8.1 Объемно-планировочные решения зданий и сооружений цеха.

8.2 Технические решения по производственной санитарии.

Отопление и вентиляция.

Производственное освещение.

Естественное освещение.

Искусственное освещение.

Производственная санитария.

8.3 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов при выполнении основных операций.

8.4 Технические меры защиты персонала от влияния вредных и опасных производственных факторов.

8.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.

8.6 Инженерная разработка мер защиты от повышенного уровня шума.

8.7. Техника безопасности участка ПШК.

9. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

9.1 Проектные решения по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.

Расчет объемов отходящих газов и сточных вод.

Способы и средства очистки и нейтрализации отходящих газов и сточных вод.

10. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА.

Заключение.

Список используемой литературы.

Аннотация.

В данном дипломном проекте рассмотрен вопрос о реконструкции трубоэлектросварочного цеха с ТЭСА-1020 с установкой оборудования участков термообработки и нанесения внутреннего полиэтиленового покрытия в условиях ОАО ВМЗ ТЭСЦ-4 с целью получения труб для работы в агрессивных средах. Для достижения повышения качества происходит внедрение новой коррозионностойкой стали, также с внедрением нового сортамента расширяется рынок сбыта продукции.

В разделе обоснования проекта реконструкции приведена краткая характеристика ОАО ВМЗ, описана базовая схема производства электросварных прямошевных труб большого диаметра с приведением технических характеристик основного оборудования, профиль и сортамент выпускаемой продукции, описание и обоснование выбора марки стали, а также мероприятия по установки нового оборудования.

В специальной части проекта представлены: описание оборудования подготовки исходных заготовок для формовки и сварки (листоправильной машины), расчет усилий правки листа толщиной 20 мм на девятивалковой листоправильной машине, расчет мощности агрегата, расчет рабочего ролика на жесткость и прочность по методу Верещагина, устройство и принцип работы пресса предварительной формовки, методика и расчет калибровки рабочего инструмента, методика и расчет станины пресса предварительной формовки на прочность, методика и расчет энергосиловых параметров пресса, описание и принцип работы оборудования участка термической обработки труб.

В разделе «электрооборудование и электроснабжение» приведены: расчет мощности и выбор типа двигателя привода подводящего рольганга пресса П 9046, выбор системы управления для регулировки скорости двигателя, разработка схемы питания сварочного узла.

В разделе по безопасности жизнедеятельности производятся расчеты по внедрению мероприятий, снижающих влияние вредных факторов производства на организм человека. В разделе экономика производства производятся расчеты переменных статей затрат в результате реконструкции цеха, а также расчет прибыли и срока окупаемости проекта.

Введение.

Одной из ведущих отраслей черной металлургии является трубная промышленность, развитие которой тесно связано с развитием важнейших отраслей народного хозяйства.

Анализ рынка показывает, что доля бесшовных труб в общем, объеме мирового производства снижается с 40-45 % до 30-35 % и, следовательно, доля сварных труб непрерывно растет, что объясняется технико-экономическими преимуществами данного метода производства. Однако на Российском рынке существует потребность в трубах с антикоррозионными свойствами и термической обработкой для работы в агрессивных средах.

Следовательно, главной задачей ОАО «ВМЗ» является повышение ее конкурентоспособности.

Вопрос о повышении надежности эксплуатации трубопроводного транспорта является для нефтяников и газовиков Западной Сибири не новым, но до сих пор очень злободневным и больным.
Долговечность нефтегазопроводных труб в своей основной массе низка и составляет 18-24 месяца. Трубы выходят из строя либо из-за язвенной коррозии, либо из-за канавочной коррозии, характеризующейся мгновенным раскрытием трубы на большие расстояния и приводящей к наиболее значительным экологическим последствиям. Причины такого положения разные. Одной из них является изменение состава сред, перекачиваемых по трубопроводам. Эти среды сегодня обладают повышенной агрессивной способностью.
Причем, состав сред нестабилен и не контролируемо меняется во времени, что затрудняет точное определение их химического состава. А именно химический состав, физические свойства, количество механических примесей, а также гидродинамические условия в первую очередь определяют те коррозионные повреждения, которые развиваются в трубопроводах. Тем не менее, исследования показали, что транспортируемые среды имеют высокую минерализацию, содержат значительную концентрацию ионов кальция, растворенных газов СО2 и Н2S природного или бактериального происхождения. Наличие большого количества сульфатвосстанавливающих бактерий интенсифицирует коррозионные процессы, и в первую очередь, язвенную коррозию.

Требования к качеству продукции со стороны потребителя непрерывно растут. Следовательно, главной задачей трубных предприятий и металлургических комбинатов, для обеспечения устойчивых позиций на рынке сбыта отечественной трубной продукции, является повышение ее конкурентоспособности. Среди основных направлений развития производства сварных труб можно отметить следующие: освоение производства особо чистого металла; создание новых сталей и освоение производства труб в "северном" и сероводородостойком исполнениях; создание мощностей по выпуску труб диаметром 610 мм для магистральных газонефтепроводов; строительство отделений покрытий труб, термоотделений, участков неразрушающего контроля качества труб; модернизация оборудования отделки труб; сертификация оборудования по международным стандартам; освоение новых видов резьб; расширение сортамента; снижение издержек производства, а так же снижение импортируемых труб на территорию России.

Динамика производства труб нефтяного сортамента в России /тыс.т/.

Таблица№1

Вид труб	1991	1998	2000	2002	2003
Обсадные бесшовные	769,6	183,8	416,5	464,0	498
Обсадные электросварные	260,2	62,8	161,7	117,0	152,0
Насосно-компрессорные	219,4	149,0	274,0	232,0	261,0
Бурильные	102,9	10,3	30,5	23,6	25,2
Сварные Dт>480 мм	2032,2	327,6	617,8	735,0	1174,0
Нефтепроводные бесшовные	592,8	446,0	611,0	637,0	715,0
Нефтепроводные электросварные Dт<480 мм	1049,0	182,5	292,2	464,0	661,0

Задача разработки технологии производства нефтегазопроводных труб повышенной долговечности в коррозионно-активных высоко минерализованных средах, содержащих CO2 и H2S природного бактериального происхождения имеет очень важное значение, тем более, что в последние годы отмечен рост агрессивной способности промысловых средств, связанных с их бактериальной заражённостью.

При не правильном выборе трубных сталей для эксплуатации в сероводородсодержащих средах, разрушение стальных конструкций может происходить в очень короткий промежуток времени.

Мировой и отечественный опыт производства труб нефтяного сортамента свидетельствует о необходимости их термического улучшения кроме труб низкой категории прочности.

Для снижения уровня остаточных сварочных напряжений, а также для повышения пластичности и стабильности структуры металла шва и околошовной зоны применяется термическая обработка - закалка с последующим отпуском.

1. Краткая характеристика ОАО ВМЗ.

1.1. Географическое размещение предприятия в экономико-географическом районе страны.

Обоснование географического размещения металлургического предприятия заключается в выборе укрупненного экономического района строительства предприятия на основе экономико-географического районирования страны по производству и потреблению металлопродукции в районе.

Наличие реальных потребностей различными отраслями народного хозяйства центрального района в высококачественной металлопродукции, а также наличие свободных земель, местных залежей руды, водных (непосредственная близость реки Оки), лесных, энергетических и трудовых ресурсов явилось решающим фактором размещения и развития ОАО ВМЗ в данном экономическом районе.

1.2. Профиль предприятия, мощности и сортамент по товарной продукции.

Производственная мощность трубных цехов составляет около 2300 тыс. тонн труб в год. Завод производит:

- трубы стальные электросварные водогазопроводные диаметром от 20 до 89 мм (объем выпуска - 330 тыс. тонн);

- трубы стальные электросварные газонефтепроводные диаметром от 203 до 530 мм (объем выпуска - 660 тыс. тонн);

- трубы стальные электросварные прямошовные диаметром 508-1020 мм с толщиной стенки от 7 до 32 мм для нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов (объем выпуска - 1000 тыс. тонн);

- трубы электросварные обсадные диаметром 146-245 мм и муфты к ним для обустройства нефтяных и газовых скважин (объем выпуска - 350 тыс. т).

1.3. Сырьевые и топливные источники завода.

Исходным сырьем для получаемой продукции ОАО ВМЗ служит сталь поставляемая Новолипецким и Череповецким металлургическими комбинатами, а также собственный металл, выплавляемый мартеновским цехом завода.

Источником электроэнергии ОАО ВМЗ является Куйбышевская ГЭС. В непосредственной близости от завода расположены две понижающие подстанции: "Радуга-1" и "Радуга-2" на напряжение 500/110 кВт. От каждой из этих подстанций электроэнергия по двум ЛЭМ напряжением по 110 кВт подается на главную понижающую подстанцию завода (ГПП 110/6 кВт). Непосредственно от ГПП питаются все электроприемники завода ВМЗ.

Источником тепла и пара завода является теплошлаковый цех, включающий в себя несколько котельных: промышленную котельную, оборудованную тремя паровыми котлами типа ДКВР-20/13 и тремя паровыми котлами типа ДКВР-10/13; теплофикационную котельную, оборудованную пятью котлами типа ПТВМ - 50; паро-теплофикационную котельную, оборудованную паровым котлом БКЗ - 100/13 и водонагревательным котлом - 100.

Подача газа на завод осуществляется с Тюменского месторождения. Газ поступает на газораспределительную подстанцию (ГРС). Далее газ подается на газораспределительные пункты (ГРП) цехов - потребителей со следующими параметрами:

- рабочее давление 80-120 Па;

- расход газа 45000 м³/ч.

ГРП цехов понижают рабочее давление в зависимости от характеристик приемников газа.

Водоснабжение предприятия комбинированное:

- для хозяйственно-бытовых нужд, промплощадки завода, жилого фонда, объектов соцкультбыта используется вода питьевого качества из артезианских скважин на двух водозаборах;

- для производственных нужд используется вода из системы общезаводского оборотного водоснабжения "чистого" и "грязного" циклов;

- для теплоэнергетических нужд используется оборотная вода из Выксунского пруда;

- для восполнения безвозвратных потерь в системе оборотного и теплоэнергетического водоснабжения используется "свежая" техническая вода из запасного пруда, входящего в состав каскада Выксунских прудов. Пруды переданы ОАО ВМЗ в обособленное пользование.

2. Обоснование проекта реконструкции цеха №4 ОАО ВМЗ.

Предприятия газовой отрасли в годы стабильной работы потребляли ежегодно в среднем 830 тыс. т. труб нефтяного сортамента и 3600 тыс. т. труб большого диаметра, из которых 36 % и 45 % поставлялись по импорту. В сложившейся экономической ситуации трудно говорить о потребности в продукции трубных заводов. Потребность ограничивается наличием средств для оплаты труб у предприятий. Несмотря на кризис, трубная отрасль России имеет перспективы, по крайней мере, восстановления производства в объемах, позволяющих предприятиям существовать.

Следует отметить, что российские заводы и традиционно с ними связанные предприятия СНГ выпускают широкую номенклатуру типоразмеров труб, многие из которых применяются в нефтегазовом комплексе. Однако некоторый сортамент труб большого диаметра с особыми свойствами приходится закупать у ведущих мировых производителей (фирм Японии, Германии, Италии). И, прежде всего это касается труб большого диаметра для строительства магистральных газопроводов. Поставщиком газопроводных труб был и остается Харцизский трубный завод. Однако использовать их, прежде всего, на строительстве газопровода можно только для участков 3-4 категорий условий работ

Сегодня существует ряд перспективных проектов, на которые должны рассчитывать металлурги. Это газопровод "Ямал - Европа", проект "Иркутск - Китай". Развитие Ковыкинского месторождения Иркутской области охватывает огромные территории с трассой более 3 тыс. км. С учетом завязки Уренгойского газа на Пекин это дополнительно более 4 тыс. км.

Большие объемы строительства трубопроводов будут осуществлены в соответствии с соглашениями о разделе продукции. Так рассматривается проект строительства подводного газопровода протяженностью 1100 км, который свяжет Сахалин с Японией.

Производственная мощность цеха по изготовлению одношовных труб диаметром от 508 до 1020 мм с толщиной стенки от 7 до 32 мм, сваренных комбинированной дуговой сваркой плавящимся электродом в среде защитного газа и дуговой сваркой под флюсом, составляет 497 тыс. тонн в год ( в фактическом сортаменте 2003 года).

Данный цех является единственным в СНГ, имеющим возможность изготавливать трубы с толщиной стенки до 32 мм для газопроводов, нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, рассчитанных на рабочее давление до 9,8 МПа. включительно, в том числе и трубы, стойкие к сероводородному растрескиванию.

Современная техника изготовления и контроля качества труб диаметром 508 - 1020 мм на Выксунском металлургическом заводе позволяет получать улучшенную конструкцию трубы, более высокие их технические характеристики.

Трубы изготавливаются из различных марок сталей классов прочности В - Х70.

Трубы аттестованы Американским нефтяным институтом по стандарту API 5L (номер лицензии 5L - 0276).

Действующая на предприятии система качества сертифицирована на соответствие требованиям стандарта ISO 9001, а также система качества при производстве труб сертифицирована на соответствие требованиям стандарта API Spec Q1.

ОАО «ВМЗ» имеет разработанное и утвержденное «Руководство по системе управления качеством», соответствующее стандартам на системы качества AAR SPECIFICATION М-1003, API SPECIFICATION Q1, ГОСТ Р ИСО 9001-96, ISO 9001-94.

Руководство по системе управления качеством предоставляется по запросу заказчика после заключения контракта.

Таблица 2

Мощность и производительность, т

Фактически произведен-ный объем

Все

стали,

Электро-сварные прямошов-ные

В ТОМ ЧИСЛЕ

РФ

СНГ

Балтия

Дальнее зарубежье

В 2001г.

В 2002г.

В 2003г.

326 257

347 805

761 981

79 258

127 824

221 391

75293

114046

211492

3815

13632

9501

150

121

265

133

В связи с этим целесообразна организация производства прямошовных электросварных труб диаметром 610 х 7...32 мм, ориентированных на экспорт в страны СНГ, Балтии, дальнего зарубежья.

В данной работе предлагается вариант реконструкции ТЭСА 1020В АО ВМЗ с целью организации производства прямошовных электросварных труб большого диаметра в "северном" исполнении с наружной изоляцией, с использованием действующего оборудования, квалифицированных кадров, объектов инфраструктуры, что обеспечит предприятию устойчивые позиции среди российских производителей черных металлов.

3.Требования к качеству труб.

Настоящие технические требования распространяются на трубы стальные электросварные прямошовные диаметром 530-1020 мм, стойкие против сероводородного растрескивания, с одним продольным швом, предназначенные для транспортировки природного газа с рабочим давлением 5,5-12,5 МПа с низким и средним содержанием сероводорода (0,1 -15 кгс/см²) по газопроводам внутри газодобывающих предприятий (газосборные сети, коллекторы межпромысловые и внутрипромысловые), до крупных потребителей сероводородсодержащего газа (газоперерабатывающие заводы и т.д.).

Трубы изготавливаются из низколигированной стали 14ГБ-Ш, поставляемой по техническим условиям ТУ-1-5333-96. сталь должна быть подвержена внепечному рафинированию, обработке кальцийсодержащими реагентами, жидким синтетическим шлаком или твердыми шлакообразующими смесями и последующему электрошлаковому переплаву.

Пример условного обозначения трубы с наружным диаметром 610 мм, толщиной стенки 12 мм немерной длинны из стали 14ГБ-Ш:

Труба 610х12 – 14ГБ-Ш ТУ 14-3р-21-96

Предельные отклонения от номинальных размеров труб:

- по наружному диаметру концов труб на длине не менее 200 мм от каждого конца трубы в пределах 1,5 мм для труб диаметром 530-820 мм и в пределах 1,6 мм для труб диаметром 1020 мм.

- по наружному диаметру корпуса трубы в пределах 3,0 мм.

- по овальности концов труб 1,0 % от номинального наружного диаметра для труб с толщиной стенки до 20 мм и 0,8 % - для труб с толщиной стенки свыше 20 мм.

- предельные отклонения по толщине стенки труб должны соответствовать допускам ГОСТ 19903 на лист для нормальной точности прокатки, при этом минусовый допуск не должен превышать 5 % от номинальной толщины стенки.

- кривизна труб не должна превышать 1,5 мм на 1м длинны, общая кривизна 0,2 % длинны трубы.

- концы труб должны быть обрезаны под прямым углом и иметь фаску. Косина реза не должна превышать 1,6 мм.

- высота усиления наружных швов должна находиться в пределах 0,5-3,0 мм. Высота усиления внутренних швов должна быть не менее 0,5 мм.

- на концах экспандированных труб на длине не менее 150 мм (для труб диаметром 530-820 мм) и 370 мм (для труб диаметром 1020 мм) усилие внутреннего шва должно быть снято до величины 0-0,5 мм.

- величина экспандирования труб не должна превышать 1,2 %.

- смешение осей наружного и внутреннего сварных швов на торцах труб не должно превышать 20 % толщины стенки при номинальной толщине до 16 мм и 15 % - при номинальной толщине свыше 16 мм.

- отклонение от теоретической окружности в зоне шва на дуге окружности длинной не менее 200 мм не должно превышать 0,15 % номинального диаметра трубы.

- смещение свариваемых продольных кромок недолжно превышать 10 % номинальной толщины стенки.

- ширина швов не должна превышать: наружных – 35 мм, внутренних – 40 мм.

- в местах ремонта допускается увеличение ширины швов на 8 мм, при этом общая ширина не должна превышать 15 мм.

4. Техника производства.

4.1. Выбор марки стали и сортамент.

Трубы стальные электросварные прямошовные диаметром 530-1020 мм, стойкие против сероводородного растрескивания должны соответствовать требованиям настоящих технических условий.

Трубы изготавливаются из листовой стали 14ГБ-Ш, поставляемой в состоянии после контролируемой прокатки или контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения.

Листовая сталь должна подвергаться на заводе-поставшике 100 % ультразвуковому контролю. Нормы допускаемых дефектов металла и методика испытаний согласно ТУ-1-5333-96 на поставку листа.

Химический состав стали.

Таблица №3

Марка стали	Массовая доля элементов
14ГБ-Ш	углерод	марганец	кремний	ниобий	титан	алюминий	сера	фосфор
	0,07-0,15	0,80- 1,00	0,2- 0,4	0,02-0,05	0,0100,035	0,02- 0,05	Не более
							0,005	0,020

Химический состав металла принимается по документу о качестве завода- поставщика листовой стали.

Сталь подвергается обработке кальцийсодержащими реагентами в количестве до 2 кг/т. Допускается массовая доля хрома, меди и никеля не более 0,3 % каждого, азота не более 0,01 %. В металле труб при условии соответствия механических свойств нормам, приведенной в таблице №3, допускаются отклонения по химическому составу, %

Таблица№4

углерод	марганец	кремний	титан	ниобий	алюминий	сера	фосфор
0,01	0,05	0,05	0,01	0,01	0,01	0,001	0,001

Реконструкции трубоэлектросварочного цеха с ТЭСА-1020 с установкой оборудования участков термообработки 📙 Дипломная → 🆔 17234